JP2002217649A - Optical signal amplifier circuit - Google Patents

Optical signal amplifier circuit

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JP2002217649A
JP2002217649A JP2001005917A JP2001005917A JP2002217649A JP 2002217649 A JP2002217649 A JP 2002217649A JP 2001005917 A JP2001005917 A JP 2001005917A JP 2001005917 A JP2001005917 A JP 2001005917A JP 2002217649 A JP2002217649 A JP 2002217649A
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transistor
current
photocurrent
emitter
switch
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JP2001005917A
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Tadashi Saito
匡史 齊藤
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical signal amplifier circuit in which amplification is performed with a desired gain without degrading an S/N or saturating output regardless of the change of an optical current and a band is not degraded. SOLUTION: In this optical signal amplifier circuit provided with a photodiode 1 for detecting reflected light from a recording medium and a current/voltage conversion circuit 10 for converting a detected photocurrent to a voltage, between the photodiode and the current/voltage conversion circuit, an photocurrent switching means 11 for shunting the photocurrent from the photodiode changing a shunt rate and supplying it to the current/voltage conversion circuit, a current source 12 for supplying a current to the switching means for which a current value is switched according to the shunt rate of the switching means and a changeover control means 13 for controlling the shunt rate of the switching means and the changeover of the current value of the current source according to the size of the photocurrent are provided. The entire photocurrent is supplied to the current/voltage conversion circuit at the time of a small optical current and the photocurrent shunted by a prescribed shunt rate is supplied at the time of a large photocurrent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光情報記録媒体
からの反射光を電気信号に変換する受光素子の光電流を
所望の電圧に変換する、光情報記録再生装置における光
信号増幅回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical signal amplifying circuit in an optical information recording / reproducing apparatus for converting a photocurrent of a light receiving element for converting light reflected from an optical information recording medium into an electric signal into a desired voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、受光素子の光電流を所望の電圧に
変換する光信号増幅回路としては、図7に示す回路構成
のものが一般に用いられている。この光信号増幅回路
は、図7に示すように、光情報記録媒体からの反射光を
電気信号に変換するフォトダイオード101 のアノードに
入力を接続した増幅器102 と、該増幅器102 の入出力間
に接続した帰還抵抗103 とからなる電流電圧変換回路11
0 で構成されている。なお、図7において、CPDは増幅
器102 の入力に付加されるフォトダイオード101 の寄生
容量、Cinは配線パターン及びIC(集積回路)の入力
保護素子やボンディングパッド等の寄生容量である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical signal amplifying circuit for converting a photocurrent of a light receiving element into a desired voltage, one having a circuit configuration shown in FIG. 7 is generally used. As shown in FIG. 7, the optical signal amplifying circuit includes an amplifier 102 having an input connected to the anode of a photodiode 101 for converting reflected light from an optical information recording medium into an electric signal, and an input / output of the amplifier 102. Current-voltage conversion circuit 11 consisting of connected feedback resistor 103
Consists of 0. In FIG. 7, C PD is a parasitic capacitance of the photodiode 101 added to the input of the amplifier 102, and C in is a parasitic capacitance of a wiring pattern, an input protection element of an IC (integrated circuit), a bonding pad, and the like.

【0003】次に、このように構成された光信号増幅回
路の動作について説明する。記録媒体からの反射光をフ
ォトダイオード101 が受光し、光電流Iinが流れたとす
ると、この光電流Iinは帰還抵抗103 に供給される。こ
のため、光電流Iinは帰還抵抗103 により電圧に変換さ
れて出力される。通常、増幅器102 の入力は一定バイア
ス電圧に固定されている。よって、増幅器102 の出力の
電圧Vout は、増幅器102 の入力の電圧をVin,帰還抵
抗103 の値をRf103,光電流Iinの値をIinとすると、
次式(1)で表される。 Vout =Vin−Rf103×Iin ・・・・・・・・・・(1)
Next, the operation of the optical signal amplifying circuit thus configured will be described. Assuming that the photodiode 101 receives the reflected light from the recording medium and the photocurrent Iin flows, the photocurrent Iin is supplied to the feedback resistor 103. Therefore, the photocurrent Iin is converted into a voltage by the feedback resistor 103 and output. Normally, the input of amplifier 102 is fixed at a constant bias voltage. Therefore, assuming that the input voltage of the amplifier 102 is Vin, the value of the feedback resistor 103 is Rf103, and the value of the photocurrent Iin is Iin, the output voltage Vout of the amplifier 102 is as follows.
It is represented by the following equation (1). Vout = Vin−Rf103 × Iin (1)

【0004】また、他の従来の光信号増幅回路として
は、特開平7−66636号公報には図8に示す構成の
回路が開示されている。この光信号増幅回路は、図8に
示すように、フォトダイオード201 のアノードにエミッ
タを接続し、ベースが定電圧源204 に接続されたトラン
ジスタQ201 と、トランジスタQ201 のエミッタとGN
Dの間に接続された定電流源205 と、トランジスタQ20
1 のコレクタと電源の間に接続された定電流源206 と、
入力がトランジスタQ201 のコレクタに接続された増幅
器202 と、増幅器202 の入出力間に接続された帰還抵抗
203 により構成されている。なお、増幅器202 と帰還抵
抗203 により電流電圧変換回路210 を構成している。
As another conventional optical signal amplifying circuit, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-66636 discloses a circuit having a configuration shown in FIG. As shown in FIG. 8, this optical signal amplifier circuit has a transistor Q201 whose emitter is connected to the anode of a photodiode 201 and whose base is connected to a constant voltage source 204;
D, a constant current source 205 connected between
A constant current source 206 connected between the collector of
An amplifier 202 whose input is connected to the collector of the transistor Q201, and a feedback resistor connected between the input and output of the amplifier 202.
203. The current-to-voltage conversion circuit 210 is composed of the amplifier 202 and the feedback resistor 203.

【0005】次に、このように構成された光信号増幅回
路の動作について説明する。記録媒体からの反射光をフ
ォトダイオード201 が受光し、光電流Iinが流れたとす
る。この光電流Iinは、トランジスタQ201 のエミッタ
と定電流源205 の接続点に供給される。トランジスタQ
201 のエミッタに流れる電流Ie201は、光電流Iinの値
をIin,定電流源205 の値をI205 とすると、次式
(2)で表される。 Ie201=I205 −Iin ・・・・・・・・・・・・・(2)
[0005] Next, the operation of the optical signal amplifying circuit thus configured will be described. It is assumed that the light reflected from the recording medium is received by the photodiode 201 and the photocurrent Iin flows. This photocurrent Iin is supplied to a connection point between the emitter of the transistor Q201 and the constant current source 205. Transistor Q
The current Ie201 flowing through the emitter of the transistor 201 is represented by the following equation (2), where the value of the photocurrent Iin is Iin and the value of the constant current source 205 is I205. Ie201 = I205-Iin (2)

【0006】ここで、トランジスタQ201 のエミッタ電
流とコレクタ電流がほぼ同じとすると、コレクタ電流I
c201は、次式(3)で表される。 Ic201=Ie201=I205 −Iin ・・・・・・・・・(3) これにより、帰還抵抗203 に流れ込む電流IRfは、定電
流源206 の値をI206 とすると、次式(4)で表され
る。 IRf=I206 −Ic201=I206 −I205 +Iin ・・・・・・・・(4)
Here, assuming that the emitter current and the collector current of the transistor Q201 are substantially the same, the collector current I
c201 is represented by the following equation (3). Ic201 = Ie201 = I205−Iin (3) Thus, the current IRf flowing into the feedback resistor 203 is expressed by the following equation (4), where the value of the constant current source 206 is I206. You. IRf = I206-Ic201 = I206-I205 + Iin (4)

【0007】ここで、定電流源205 と定電流源206 の電
流値を同じにすると、(4)式より帰還抵抗203 に流れ
込む電流は、ほぼ光電流Iinとなる。このため、光電流
は帰還抵抗203 により電圧に変換されて出力される。通
常、増幅器202 の入力は一定バイアス電圧に固定されて
いる。よって、増幅器202 の出力の電圧Vout は、
(4)式より、増幅器202 の入力の電圧をVinとする
と、次式(5)で表される。 Vout =Vin−Rf203×Iin ・・・・・・・・・・(5)
Here, if the current values of the constant current source 205 and the constant current source 206 are the same, the current flowing into the feedback resistor 203 is substantially equal to the photocurrent Iin according to the equation (4). Therefore, the photocurrent is converted into a voltage by the feedback resistor 203 and output. Normally, the input of amplifier 202 is fixed at a constant bias voltage. Therefore, the voltage Vout at the output of the amplifier 202 is
From the equation (4), if the input voltage of the amplifier 202 is Vin, it is expressed by the following equation (5). Vout = Vin−Rf203 × Iin (5)

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光信号増幅回路では、光情報記録媒体からデータを
読み出す再生時に、読み出す部分で反射率が異なり光電
流が大きく変わる信号や、記録媒体の種類により反射率
が異なり光電流が変わる信号を、光電流が小さい場合で
もS/Nを劣化させることなく、且つ光電流が大きい場
合でも出力を飽和させることなく、所望のゲインで増幅
するという観点については、考慮がなされていない。
However, in the above-described conventional optical signal amplifier circuit, when reading data from the optical information recording medium and reproducing, a signal having a large reflectance and a large change in photocurrent due to a change in reflectivity at a portion to be read, and a type of recording medium. From the viewpoint of amplifying a signal having a different reflectivity and changing the photocurrent with a desired gain without deteriorating the S / N even when the photocurrent is small, and without saturating the output even when the photocurrent is large. Has not been taken into account.

【0009】例えば、光磁気ディスクからデータを読み
出す再生時において、ディスクによってはデータ部での
反射光に比べアドレス部での反射光が数倍大きくなるこ
とがある。この場合、光信号増幅回路に入力される電流
も数倍変化することになり、データ部からの信号に合わ
せて帰還抵抗103 又は203 の値を設定すると、アドレス
部からの信号で増幅器102 又は202 が飽和してしまう。
また、アドレス部からの信号に合わせて帰還抵抗103 又
は203 の値を小さく設定すると、増幅器自体の雑音の増
加と、データ部からの信号に対する出力振幅の減少によ
る、周辺からの雑音の影響が大きくなり、S/Nが劣化
してしまう。
For example, at the time of reproduction for reading data from a magneto-optical disk, the reflected light at the address portion may be several times larger than the reflected light at the data portion depending on the disk. In this case, the current input to the optical signal amplifying circuit also changes several times, and if the value of the feedback resistor 103 or 203 is set in accordance with the signal from the data section, the signal from the address section causes the amplifier 102 or 202 to change. Will saturate.
Also, when the value of the feedback resistor 103 or 203 is set small in accordance with the signal from the address section, the influence of noise from the surroundings due to an increase in the noise of the amplifier itself and a decrease in the output amplitude for the signal from the data section increases. And S / N deteriorates.

【0010】また、図7に示す従来例の場合には、増幅
器102 の入力に付加されるフォトダイオード101 の寄生
容量CPD,配線パターン及びIC(集積回路)の入力保
護素子やボンディングパッド等の寄生容量Cinと、電流
電圧変換回路110 の入力インピーダンスにより、安定度
の低下及び帯域の低下を生じ、帯域特性が劣化してしま
う。
In the case of the conventional example shown in FIG. 7, the parasitic capacitance C PD of the photodiode 101 added to the input of the amplifier 102, the wiring pattern, the input protection element of the IC (integrated circuit), the bonding pad, etc. Due to the parasitic capacitance C in and the input impedance of the current-to-voltage conversion circuit 110, the stability and the band are reduced, and the band characteristic is deteriorated.

【0011】本発明は、従来の光信号増幅回路における
上記問題点を解消するためになされたもので、光情報記
録媒体からデータを読み出す再生時に、読み出す部分で
反射率が異なり光電流が大きく変わる信号や、記録媒体
の種類により反射率が異なり光電流が変わる信号を、光
電流が小さい場合でもS/Nを劣化させることなく、光
電流が大きい場合でも出力を飽和させることなく、所望
のゲインで増幅できるようにし、且つフォトダイオード
の寄生容量等の入力に付加される容量により帯域を劣化
させることのない光信号増幅回路を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the conventional optical signal amplifier circuit. When data is read from an optical information recording medium, the reflectance changes at the read portion and the photocurrent varies greatly. A signal or a signal whose photocurrent varies with the reflectivity depending on the type of recording medium does not degrade the S / N even when the photocurrent is small and does not saturate the output even when the photocurrent is large, and has a desired gain. It is an object of the present invention to provide an optical signal amplifying circuit which can amplify the signal at a time and does not deteriorate the band due to a capacitance added to an input such as a parasitic capacitance of a photodiode.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に係る発明は、図1の概念図に示すよう
に、光情報記録媒体に対し光を照射することにより再生
・記録あるいは消去を行う光情報記録再生装置に用いら
れ、前記記録媒体からの反射光を検出する受光素子(フ
ォトダイオード1)と、該受光素子からの光電流を電圧
に変換する電流電圧変換回路10とを有する光信号増幅回
路において、前記受光素子(フォトダイオード1)と前
記電流電圧変換回路10の間に、前記記録媒体からの反射
光量に応じた前記受光素子からの光電流を、分流比を切
り替えて分流し前記電流電圧変換回路10に与える光電流
を切り替える切替手段11と、該切替手段11の分流比に応
じて電流値が切り替わる前記切替手段11へ電流を供給す
る電流源12と、前記切替手段の分流比及び前記電流源の
電流値の切り替えを前記光電流の大きさに応じて制御す
る切替制御手段13とを具備していることを特徴とするも
のである。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to reproducing / recording by irradiating light to an optical information recording medium as shown in the conceptual diagram of FIG. Alternatively, a light-receiving element (photodiode 1) used for an optical information recording / reproducing apparatus for erasing and detecting reflected light from the recording medium, and a current-voltage conversion circuit 10 for converting a photocurrent from the light-receiving element into a voltage. In the optical signal amplifying circuit having the following, the photocurrent from the light receiving element according to the amount of light reflected from the recording medium is switched between the light receiving element (photodiode 1) and the current-voltage conversion circuit 10 to change the shunt ratio. A switching means 11 for switching a photocurrent to be supplied to the current-voltage conversion circuit 10 and a current source 12 for supplying a current to the switching means 11 whose current value is switched according to a shunt ratio of the switching means 11; And it is characterized in that it comprises a switching control unit 13 is controlled in accordance shunt ratio stage and the switching of the current value of the current source to the magnitude of the photocurrent.

【0013】このように構成された光信号増幅回路にお
いては、記録媒体の再生時に反射率が小さく光電流が小
さい場合、すなわち記録媒体中で反射率が小さく光電流
が小さくなる部分の場合、あるいは記録媒体自体が、反
射率が小さく光電流が小さい記録媒体の場合には、切替
制御手段13の制御により、切替手段11は光電流の分流比
を1:0としてほぼ全光電流を電流電圧変換回路10に与
え、また前記切替手段11へ供給する電流源12は所定の電
流を供給するように動作し、電流電圧変換回路10により
定められたトランスインピーダンスをもって、光電流は
電圧に変換されて出力される。一方、再生時に反射率が
大きく光電流が大きい場合、すなわち記録媒体中で反射
率が大きく光電流が大きくなる部分の場合、あるいは記
録媒体自体が、反射率が大きく光電流が大きい記録媒体
の場合には、切替制御手段13の制御により、切替手段11
は光電流を所定の分流比で分流し、光電流が小さい場合
での光電流と同程度の電流を電流電圧変換回路10に与
え、また前記切替手段11へ供給する電流源12は光電流が
小さい場合に比べ、切替手段での分流比に応じて増加し
た電流を供給するように動作し、電流電圧変換回路10に
より定められたトランスインピーダンスをもって、光電
流は電圧に変換されて出力される。
In the optical signal amplifying circuit configured as described above, when the reflectance is small and the photocurrent is small during reproduction of the recording medium, that is, when the reflectance is small and the photocurrent is small in the recording medium, or When the recording medium itself is a recording medium having a small reflectance and a small photocurrent, under the control of the switching control means 13, the switching means 11 sets the shunt ratio of the photocurrent to 1: 0 and converts almost all the photocurrent into current-voltage conversion. The current source 12 supplied to the circuit 10 and supplied to the switching means 11 operates to supply a predetermined current, and the photocurrent is converted into a voltage with the transimpedance determined by the current-voltage conversion circuit 10 and output. Is done. On the other hand, when the reflectivity is large and the photocurrent is large at the time of reproduction, that is, in a portion of the recording medium where the reflectivity is large and the photocurrent is large, or when the recording medium itself has a large reflectivity and a large photocurrent The switching means 11 is controlled by the switching control means 13.
Divides the photocurrent at a predetermined shunt ratio, supplies a current approximately equal to the photocurrent when the photocurrent is small to the current-voltage conversion circuit 10, and the current source 12 that supplies the switching means 11 Compared to the case where the current is small, the switching means operates so as to supply an increased current according to the shunt ratio, and the photocurrent is converted into a voltage and output with the transimpedance determined by the current-voltage conversion circuit 10.

【0014】したがって、電流電圧変換回路10のトラン
スインピーダンスの値を最適化することで、光電流が小
さいときでもS/Nを劣化させることなく、且つ光電流
が大きい場合でも出力を飽和させることなく、所望のゲ
インで増幅することが可能となる。また、電流電圧変換
回路10の入力に直接受光素子(フォトダイオード1)を
接続していないので、受光素子の寄生容量等の入力に付
加される容量の影響で帯域を劣化させることがない。
Therefore, by optimizing the value of the transimpedance of the current-voltage conversion circuit 10, the S / N is not deteriorated even when the photocurrent is small, and the output is not saturated even when the photocurrent is large. , With a desired gain. Further, since the light receiving element (photodiode 1) is not directly connected to the input of the current-voltage conversion circuit 10, the band is not deteriorated by the influence of the capacitance added to the input such as the parasitic capacitance of the light receiving element.

【0015】請求項2に係る発明は、請求項1に係る光
信号増幅回路において、前記切替手段は、エミッタが前
記受光素子に接続され、ベースが第1の定電圧源に接続
された第1のトランジスタと、エミッタが前記第1のト
ランジスタのエミッタに接続され、コレクタが第1の電
源に接続された第2のトランジスタと、前記第2のトラ
ンジスタのベースに接続され、前記第2のトランジスタ
をON/OFFさせるために機能するスイッチ手段と、
一端が前記第1のトランジスタのコレクタに接続され、
他端が前記第1の電源に接続された第1の定電流源とか
ら構成され、前記電流電圧変換回路は、入力が前記第1
のトランジスタのコレクタに接続された増幅手段と、該
増幅手段の入出力間に接続された帰還抵抗とから構成さ
れ、前記電流源は、一端が前記第1のトランジスタのエ
ミッタに接続され、他端が第2の電源に接続された第2
の定電流源と、一端が前記第1のトランジスタのエミッ
タに接続され、他端が第3の定電流源を介して前記第2
の電源に接続された第1のスイッチとから構成され、前
記切替制御手段は前記スイッチ手段と前記第1のスイッ
チを制御するように構成されていることを特徴とするも
のである。
According to a second aspect of the present invention, in the optical signal amplifier circuit according to the first aspect, the switching means includes a first switching element having an emitter connected to the light receiving element and a base connected to the first constant voltage source. And a second transistor having an emitter connected to the emitter of the first transistor, a collector connected to a first power supply, and a base connected to the second transistor. Switch means functioning for turning on / off;
One end is connected to the collector of the first transistor;
The other end is composed of a first constant current source connected to the first power supply.
And a feedback resistor connected between the input and output of the amplifying means. The current source has one end connected to the emitter of the first transistor, and the other end connected to the other end. Is connected to the second power source.
A constant current source, one end of which is connected to the emitter of the first transistor, and the other end of which is connected to the second transistor via a third constant current source.
And a first switch connected to the power supply, and the switching control means is configured to control the switch means and the first switch.

【0016】このように構成された光信号増幅回路にお
いては、再生時に反射率が小さく光電流が小さい場合に
は、切替制御手段により第2のトランジスタのベースに
接続されたスイッチ手段が切替制御され、第2のトラン
ジスタはOFF,第1のトランジスタはONとなり、ま
た切替制御手段の制御により第1のスイッチをOFFと
し、第3の定電流源と第2のトランジスタのエミッタは
切断され、受光素子からの光電流と第2の定電流源の電
流の差電流が第1のトランジスタのエミッタに流れ、第
1のトランジスタのコレクタから電流電圧変換回路へ
は、第1の定電流源の電流と第1のトランジスタのエミ
ッタに流れる電流の差電流が流れるように動作する。第
1の定電流源と第2の定電流源の電流値を同じとすれ
ば、光電流と同じ大きさの電流が電流電圧変換回路に与
えられる。電流電圧変換回路に与えられた光電流は帰還
抵抗に流れ、帰還抵抗により定められたトランスインピ
ーダンスをもって電圧に変換されて出力される。
In the optical signal amplifying circuit configured as described above, when the reflectance is small and the photocurrent is small during reproduction, the switching control means controls the switching of the switching means connected to the base of the second transistor. , The second transistor is turned off, the first transistor is turned on, and the first switch is turned off under the control of the switching control means, the third constant current source and the emitter of the second transistor are disconnected, and the light receiving element is turned off. And the difference current between the photocurrent and the current of the second constant current source flows to the emitter of the first transistor, and the current of the first constant current source and the current of the second constant current source are supplied from the collector of the first transistor to the current-voltage conversion circuit. It operates so that a difference current between the currents flowing through the emitters of the one transistor flows. Assuming that the first constant current source and the second constant current source have the same current value, a current having the same magnitude as the photocurrent is supplied to the current-voltage conversion circuit. The photocurrent supplied to the current-voltage conversion circuit flows through a feedback resistor, is converted into a voltage with a transimpedance determined by the feedback resistor, and is output.

【0017】次に、再生時に反射率が大きく光電流が大
きい場合には、切替制御手段により第2のトランジスタ
のベースに接続されたスイッチ手段が切替制御され、第
2のトランジスタ及び第1のトランジスタはONとな
り、また切替制御手段により第1のスイッチをONと
し、第3の定電流源と第1及び第2のトランジスタのエ
ミッタは接続され、第2の定電流源の電流と第3の定電
流源の電流の和電流と受光素子からの光電流の差電流
を、第1のトランジスタと第2のトランジスタのトラン
ジスタサイズに応じた分流比で分流した電流が、第1の
トランジスタのエミッタに流れ、第1のトランジスタの
コレクタから電流電圧変換回路へは、第1の定電流源の
電流と第1のトランジスタのエミッタに流れる電流の差
電流が流れるように動作する。
Next, when the reflectivity is large and the photocurrent is large at the time of reproduction, the switching control means controls the switching of the switch means connected to the base of the second transistor, and the second transistor and the first transistor are switched. Is turned on, the first switch is turned on by the switching control means, the third constant current source is connected to the emitters of the first and second transistors, and the current of the second constant current source is connected to the third constant current source. A current obtained by shunting a difference current between the sum current of the currents of the current sources and the photocurrent from the light receiving element at a shunt ratio according to the transistor size of the first transistor and the second transistor flows to the emitter of the first transistor. Operates so that a difference current between the current of the first constant current source and the current flowing to the emitter of the first transistor flows from the collector of the first transistor to the current-voltage conversion circuit. That.

【0018】第2の定電流源と第3の定電流源の電流比
を第1のトランジスタと第2のトランジスタのトランジ
スタサイズに応じた分流比と同様とし、第1の定電流源
と第2の定電流源の電流値を同じとすれば、光電流を第
1のトランジスタと第2のトランジスタのトランジスタ
サイズに応じた分流比で分流した電流と同じ大きさの電
流が、電流電圧変換回路に与えられる。光電流が小さい
場合と同様に電流電圧変換回路で電圧に変換されて出力
される。
The current ratio between the second constant current source and the third constant current source is the same as the shunt ratio according to the transistor size of the first transistor and the second transistor. Assuming that the current value of the constant current source is the same, a current having the same magnitude as the current obtained by shunting the photocurrent at a shunt ratio corresponding to the transistor size of the first transistor and the second transistor is supplied to the current-voltage conversion circuit. Given. As in the case where the photocurrent is small, the current is converted into a voltage by the current-voltage conversion circuit and output.

【0019】したがって、読み出す記録媒体部分で反射
率が異なり光電流が大きく変わる場合や、記録媒体の種
類により反射率が異なり光電流が変わる場合に、電流電
圧変換回路に流れる光電流のレベルを一定レベルにする
ことができるので、電流電圧変換回路の帰還抵抗の値を
最適化することで、光電流が小さい場合でもS/Nを劣
化させることなく、且つ光電流が大きい場合でも出力を
飽和させることなく所望のゲインで増幅することが可能
となる。また、電流電圧変換回路と受光素子の間に、ベ
ースが定電圧源に接続され、光電流の分流比の切り替え
によらず一定の直流電流が与えられたトランジスタが入
っているので、受光素子の寄生容量等の入力に付加され
る容量や、分流の切り替えの影響で帯域を劣化させるこ
とがない。
Therefore, when the reflectivity differs at the portion of the recording medium to be read and the photocurrent changes significantly, or when the reflectivity changes according to the type of the recording medium and the photocurrent changes, the level of the photocurrent flowing through the current-voltage conversion circuit is kept constant. Level, so that the value of the feedback resistor of the current-voltage conversion circuit is optimized so that the S / N is not deteriorated even when the photocurrent is small and the output is saturated even when the photocurrent is large. It is possible to amplify with a desired gain without any. In addition, between the current-voltage conversion circuit and the light receiving element, the base is connected to a constant voltage source, and a transistor to which a constant DC current is applied regardless of switching of the division ratio of the photocurrent is included. The band is not degraded by the influence of the capacitance added to the input such as the parasitic capacitance or the switching of the shunt.

【0020】請求項3に係る発明は、請求項1に係る光
信号増幅回路において、前記切替手段は、エミッタが前
記受光素子に接続され、ベースが第1の定電圧源に接続
された第1のトランジスタと、エミッタが前記第1のト
ランジスタのエミッタに接続され、コレクタが抵抗を介
して第1の電源に接続された第2のトランジスタと、前
記第2のトランジスタのベースに接続され、前記第2の
トランジスタをON/OFFさせるために機能するスイ
ッチ手段と、一端が前記第1のトランジスタのコレクタ
に接続され、他端が前記第1の電源に接続された第1の
定電流源とから構成され、前記電流電圧変換回路は、入
力が前記第1のトランジスタのコレクタに接続された増
幅手段と、該増幅手段の入出力間に接続された帰還抵抗
とから構成され、前記電流源は、一端が前記第1のトラ
ンジスタのエミッタに接続され、他端が第2の電源に接
続された第2の定電流源と、一端が前記第1のトランジ
スタのエミッタに接続され、他端が第3の定電流源を介
して前記第2の電源に接続された第1のスイッチとから
構成され、前記切替制御手段は前記スイッチ手段と前記
第1のスイッチを制御するように構成されていることを
特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the optical signal amplifying circuit according to the first aspect, the switching means includes a first switching element having an emitter connected to the light receiving element and a base connected to the first constant voltage source. A second transistor having an emitter connected to the emitter of the first transistor, a collector connected to a first power supply via a resistor, and a base connected to the second transistor; And a first constant current source having one end connected to the collector of the first transistor and the other end connected to the first power supply. The current-to-voltage conversion circuit includes an amplifier having an input connected to the collector of the first transistor, and a feedback resistor connected between the input and output of the amplifier. The current source has one end connected to the emitter of the first transistor, the other end connected to a second power supply, a second constant current source, one end connected to the emitter of the first transistor, The other end is constituted by a first switch connected to the second power supply via a third constant current source, and the switching control means is configured to control the switch means and the first switch. It is characterized by having been done.

【0021】このように構成した光信号増幅回路におい
ては、請求項2に係る光信号増幅回路と同様の動作をす
ると共に、第2のトランジスタのコレクタ電位は、該第
2のトランジスタに流れる電流と、第2のトランジスタ
のコレクタと第1の電源との間に挿入接続された抵抗の
値で決まる電圧となる。したがって、第2のトランジス
タのコレクタが電流電圧変換回路の入力電圧と同様の値
になるように抵抗の値を設定することにより、第1及び
第2のトランジスタのコレクタがほぼ同電位となり、第
1及び第2のトランジスタのアーリー効果による相対精
度のずれを防止することができ、切替手段における電流
の分流精度を向上させることができる。
In the optical signal amplifying circuit thus configured, the same operation as that of the optical signal amplifying circuit according to claim 2 is performed, and the collector potential of the second transistor is equal to the current flowing through the second transistor. , A voltage determined by the value of a resistor inserted and connected between the collector of the second transistor and the first power supply. Therefore, by setting the resistance value so that the collector of the second transistor has the same value as the input voltage of the current-voltage conversion circuit, the collectors of the first and second transistors have substantially the same potential, and the first and second transistors have the same potential. In addition, it is possible to prevent a deviation in relative accuracy due to the Early effect of the second transistor, and to improve the accuracy of current shunt in the switching unit.

【0022】請求項4に係る発明は、請求項1に係る光
信号増幅回路において、前記切替手段は、エミッタが前
記受光素子に接続され、ベースが第1の定電圧源に接続
された第1のトランジスタと、エミッタが前記第1のト
ランジスタのエミッタに接続され、コレクタが、非反転
入力端子を第3の定電圧源に接続し、反転入力端子を出
力端子に接続したオペアンプの出力端子に接続された第
2のトランジスタと、前記第2のトランジスタのベース
に接続され、前記第2のトランジスタをON/OFFさ
せるために機能するスイッチ手段と、一端が前記第1の
トランジスタのコレクタに接続され、他端が前記第1の
電源に接続された第1の定電流源とから構成され、前記
電流電圧変換回路は、入力が前記第1のトランジスタの
コレクタに接続された増幅手段と、該増幅手段の入出力
間に接続された帰還抵抗とから構成され、前記電流源
は、一端が前記第1のトランジスタのエミッタに接続さ
れ、他端が第2の電源に接続された第2の定電流源と、
一端が前記第1のトランジスタのエミッタに接続され、
他端が第3の定電流源を介して前記第2の電源に接続さ
れた第1のスイッチとから構成され、前記切替制御手段
は前記スイッチ手段と前記第1のスイッチを制御するよ
うに構成されていることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical signal amplifying circuit according to the first aspect, the switching means includes a first switching element having an emitter connected to the light receiving element and a base connected to the first constant voltage source. And an emitter connected to the emitter of the first transistor, and a collector connected to an output terminal of an operational amplifier having a non-inverting input terminal connected to a third constant voltage source and an inverting input terminal connected to an output terminal. A second transistor, a switch connected to the base of the second transistor and functioning to turn on / off the second transistor, and one end connected to the collector of the first transistor; The other end is composed of a first constant current source connected to the first power supply, and the current-voltage conversion circuit has an input connected to a collector of the first transistor. The current source has one end connected to the emitter of the first transistor, and the other end connected to the second power supply. A second constant current source,
One end is connected to the emitter of the first transistor,
The other end is constituted by a first switch connected to the second power supply via a third constant current source, and the switching control means is configured to control the switch means and the first switch. It is characterized by having been done.

【0023】このように構成した光信号増幅回路におい
ては、請求項2に係る光信号増幅回路と同様の動作をす
ると共に、非反転入力端子を第3の定電圧源に接続し、
反転入力端子を出力端子に接続したオペアンプの出力端
子を第2のトランジスタのコレクタに接続しているの
で、第2のトランジスタのコレクタ電位を該第2のトラ
ンジスタに流れる電流によらず一定電圧にすることがで
きる。したがって、第3の定電圧源の電圧を電流電圧変
換回路の入力電圧と同様の値にすることにより、第1及
び第2のトランジスタのコレクタが同電位となり、第1
及び第2のトランジスタのアーリー効果による相対精度
のずれを確実に防止することができ、切替手段における
電流の分流精度を一層向上させることができる。
In the optical signal amplifying circuit thus configured, the same operation as the optical signal amplifying circuit according to claim 2 is performed, and the non-inverting input terminal is connected to the third constant voltage source.
Since the output terminal of the operational amplifier having the inverting input terminal connected to the output terminal is connected to the collector of the second transistor, the collector potential of the second transistor is set to a constant voltage regardless of the current flowing through the second transistor. be able to. Therefore, by setting the voltage of the third constant voltage source to the same value as the input voltage of the current-voltage conversion circuit, the collectors of the first and second transistors have the same potential, and the first and second transistors have the same potential.
Further, it is possible to reliably prevent the deviation of the relative accuracy due to the Early effect of the second transistor, and it is possible to further improve the current shunt accuracy in the switching unit.

【0024】請求項5に係る発明は、請求項2〜4のい
ずれか1項に係る光信号増幅回路において、前記スイッ
チ手段は、一端が前記第2のトランジスタのベースに接
続され、他端の一方に前記第1の定電圧源が接続され、
他端の他方に第2の定電圧源が接続された第2のスイッ
チで構成されていることを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the optical signal amplifying circuit according to any one of the second to fourth aspects, the switch means has one end connected to the base of the second transistor and the other end connected to the other end. The first constant voltage source is connected to one side,
It is characterized by comprising a second switch having a second constant voltage source connected to the other of the other ends.

【0025】このように構成された光信号増幅回路にお
いては、記録媒体の再生時に光電流が小さい場合には、
切替制御手段により第2のスイッチが切り替えられて第
2のトランジスタのベースに第2の定電圧源が接続さ
れ、第2のトランジスタはOFF,第1のトランジスタ
はONとなり、また切替制御手段により第1のスイッチ
をOFFとし、第3の定電流源と第1のトランジスタの
エミッタは切断され、受光素子からの光電流と第2の定
電流源の電流の差電流が、第1のトランジスタのエミッ
タに流れ、第1のトランジスタのコレクタから電流電圧
変換回路へは、第1の定電流源の電流と第1のトランジ
スタのエミッタに流れる電流の差電流が流れるように動
作する。第1の定電流源と第2の定電流源の電流値を同
じとすれば、光電流と同じ大きさの電流が電流電圧変換
回路に与えられる。電流電圧変換回路に与えられた光電
流は帰還抵抗に流れ、帰還抵抗により定められたトラン
スインピーダンスをもって電圧に変換されて出力され
る。
In the optical signal amplifying circuit configured as described above, when the photocurrent is small during reproduction of the recording medium,
The second switch is switched by the switching control means, the second constant voltage source is connected to the base of the second transistor, the second transistor is turned off, the first transistor is turned on, and the switching control means controls the second switch. The first switch is turned off, the third constant current source and the emitter of the first transistor are disconnected, and the difference current between the photocurrent from the light receiving element and the current of the second constant current source is equal to the emitter current of the first transistor. And the current flows from the collector of the first transistor to the current-to-voltage conversion circuit so that the difference current between the current of the first constant current source and the current flowing to the emitter of the first transistor flows. Assuming that the first constant current source and the second constant current source have the same current value, a current having the same magnitude as the photocurrent is supplied to the current-voltage conversion circuit. The photocurrent supplied to the current-voltage conversion circuit flows through a feedback resistor, is converted into a voltage with a transimpedance determined by the feedback resistor, and is output.

【0026】次に、再生時に光電流が大きい場合には、
切替制御手段により第2のスイッチが切り替えられて第
2のトランジスタのベースに第1の定電圧源が接続さ
れ、第2のトランジスタ及び第1のトランジスタはON
となり、また切替制御手段により第1のスイッチをON
とし、第3の定電流源と第1及び第2のトランジスタの
エミッタは接続され、第2の定電流源の電流と第3の定
電流源の電流の和電流と、受光素子からの光電流の差電
流を、第1のトランジスタと第2のトランジスタのトラ
ンジスタサイズに応じた分流比で分流した電流が、第1
のトランジスタのエミッタに流れ、第1のトランジスタ
のコレクタから電流電圧変換回路へは、第1の定電流源
の電流と第1のトランジスタのエミッタに流れる電流の
差電流が流れるように動作する。第2の定電流源と第3
の定電流源の電流比を、第1のトランジスタと第2のト
ランジスタのトランジスタサイズに応じた分流比と同様
とし、第1の定電流源と第2の定電流源の電流値を同じ
とすれば、光電流を第1のトランジスタと第2のトラン
ジスタのトランジスタサイズに応じた分流比で分流した
電流と同じ大きさの電流が、電流電圧変換回路に与えら
れる。そして、光電流が小さい場合と同様に電流電圧変
換回路で電圧に変換されて出力される。したがって、前
記請求項2又は3又は4に係る光信号増幅回路と同様の
効果が得られる。
Next, when the photocurrent is large during reproduction,
The second switch is switched by the switching control means, the first constant voltage source is connected to the base of the second transistor, and the second transistor and the first transistor are turned on.
And the first switch is turned on by the switching control means.
And the third constant current source is connected to the emitters of the first and second transistors. The sum of the current of the second constant current source and the current of the third constant current source, and the photocurrent from the light receiving element Is divided by the first transistor and the second transistor at a shunt ratio corresponding to the transistor size of the first transistor and the second transistor.
, And the current flows from the collector of the first transistor to the current-voltage conversion circuit so that the difference current between the current of the first constant current source and the current flowing to the emitter of the first transistor flows. Second constant current source and third
Is the same as the shunt ratio according to the transistor size of the first transistor and the second transistor, and the current values of the first constant current source and the second constant current source are the same. For example, a current having the same magnitude as the current obtained by shunting the photocurrent at a shunt ratio corresponding to the transistor size of the first transistor and the second transistor is supplied to the current-voltage conversion circuit. Then, as in the case where the photocurrent is small, the current is converted into a voltage by the current-voltage conversion circuit and output. Therefore, the same effects as those of the optical signal amplifier circuit according to claim 2 or 3 or 4 can be obtained.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図2は、本発明に係る光信号増幅回路の第1の実施
の形態を示す回路構成図である。この実施の形態に係る
光信号増幅回路は、エミッタがフォトダイオード1のア
ノードに接続され、ベースが定電圧源4に接続されたト
ランジスタQ1と、エミッタが前記トランジスタQ1の
エミッタに接続され、コレクタが電源9に接続されたト
ランジスタQ2と、一端が前記トランジスタQ2のベー
スに接続され、他端の一方に定電圧源4が接続され、他
端の他方に定電圧源8が接続されたスイッチSW2から
なるスイッチ手段14と、一端が前記トランジスタQ1の
コレクタに接続され、他端が電源9に接続された定電流
源6とから構成された切替回路11と、入力が前記トラン
ジスタQ1のコレクタに接続された増幅手段2と、増幅
手段2の入出力間に接続された帰還抵抗3とから構成さ
れた電流電圧変換回路10と、一端が前記トランジスタQ
1のエミッタに接続され、他端がGNDに接続された定
電流源5と、一端が前記トランジスタQ1のエミッタに
接続され、他端が定電流源7を介してGNDに接続され
たスイッチSW1とから構成された電流源12と、フォト
ダイオード1の光電流の大きさに応じてスイッチSW1
とスイッチSW2の切り替えを制御する切替制御手段13
とで構成されている。この切替制御手段13は、図示して
いないが、フォトダイオード1からの光電流の入力側に
おいて、例えばフォトダイオード1のカソードに抵抗を
接続し、この抵抗による電圧降下の値に応動する回路を
設けることなどにより直接入力光電流の大きさを判別し
て、上記各スイッチの切り替え制御信号を出力するよう
に構成したり、あるいは電流電圧変換回路10の出力に基
づいて入力光電流の大きさを判別して、同様に上記各ス
イッチの切り替え制御信号を出力するように構成されて
いる。また、切替制御手段13は、適用された記録媒体の
種類を弁別する適宜の手段による弁別結果に応じて上記
切り替え制御信号を生成するように構成してもよい。
Next, an embodiment will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing a first embodiment of the optical signal amplifier circuit according to the present invention. In the optical signal amplifier circuit according to this embodiment, a transistor Q1 having an emitter connected to the anode of the photodiode 1 and a base connected to the constant voltage source 4, an emitter connected to the emitter of the transistor Q1, and a collector connected to the transistor Q1 A transistor Q2 connected to the power supply 9 and a switch SW2 having one end connected to the base of the transistor Q2, one end connected to the constant voltage source 4, and the other end connected to the constant voltage source 8 A switching circuit 11 composed of a switch means 14, a constant current source 6 having one end connected to the collector of the transistor Q1 and the other end connected to the power supply 9, and an input connected to the collector of the transistor Q1. A current-to-voltage conversion circuit 10 comprising amplification means 2 and a feedback resistor 3 connected between the input and output of the amplification means 2;
A constant current source 5 connected to the emitter of the transistor Q1 and the other end connected to GND; a switch SW1 connected to the emitter of the transistor Q1 at one end and connected to GND via the constant current source 7 at the other end. And a switch SW1 according to the magnitude of the photocurrent of the photodiode 1.
Control means 13 for controlling the switching of the switch SW2
It is composed of Although not shown, the switching control means 13 connects a resistor to, for example, the cathode of the photodiode 1 on the input side of the photocurrent from the photodiode 1 and provides a circuit that responds to the value of the voltage drop caused by the resistor. By directly judging the magnitude of the input photocurrent by, for example, outputting the switching control signal of each switch, or judging the magnitude of the input photocurrent based on the output of the current-voltage conversion circuit 10 Then, similarly, a switching control signal for each switch is output. Further, the switching control means 13 may be configured to generate the switching control signal in accordance with a discrimination result by an appropriate means for discriminating the type of the applied recording medium.

【0028】次に、このように構成された第1の実施の
形態の動作について説明する。ここで、定電圧源4の電
圧V1と定電圧源8の電圧V2は、次式(6)のような
関係にあるものとする。 V1−V2≒ 0.7V ・・・・・・・・・・・・・・(6) まず、記録媒体の再生時に光電流が小さい場合、すなわ
ち記録媒体中で反射率が小さく光電流が小さくなる部分
の場合、あるいは記録媒体自体が、反射率が小さく光電
流が小さい記録媒体の場合には、切替制御手段13で切り
替え制御されるスイッチSW2によりトランジスタQ2
のベースに定電圧源8が接続され、トランジスタQ1の
ベース電圧は定電圧源4の電圧V1,トランジスタQ2
のベース電圧は定電圧源8の電圧V2となり、上記
(6)式からトランジスタQ2はOFFとなり、トラン
ジスタQ1はONとなる。また切替制御手段13によりス
イッチSW1をOFFとし、定電流源7とトランジスタ
Q1のエミッタは切断する。この状態でフォトダイオー
ド1から光電流Iinが流れてくると、光電流Iinと定電
流源5の電流の差電流がトランジスタQ1のエミッタに
流れる。トランジスタQ1のエミッタに流れる電流Ie1
は、光電流Iinの値をIin,定電流源5の値をI5とす
ると、次式(7)で表される。 Ie1=I5−Iin ・・・・・・・・・・・・・・・(7)
Next, the operation of the first embodiment configured as described above will be described. Here, it is assumed that the voltage V1 of the constant voltage source 4 and the voltage V2 of the constant voltage source 8 have a relationship represented by the following equation (6). V1−V2 ≒ 0.7V (6) First, when the photocurrent is small during reproduction of the recording medium, that is, the reflectance is small in the recording medium and the photocurrent is small. In the case of the recording medium, or when the recording medium itself is a recording medium having a small reflectance and a small photocurrent, the switch SW2 controlled to be switched by the switching control means 13 controls the transistor Q2.
The constant voltage source 8 is connected to the base of the transistor Q1. The base voltage of the transistor Q1 is the voltage V1 of the constant voltage source 4 and the transistor Q2.
Becomes the voltage V2 of the constant voltage source 8, the transistor Q2 is turned off and the transistor Q1 is turned on according to the above equation (6). The switch SW1 is turned off by the switching control means 13, and the constant current source 7 and the emitter of the transistor Q1 are disconnected. When the photocurrent Iin flows from the photodiode 1 in this state, a difference current between the photocurrent Iin and the current of the constant current source 5 flows to the emitter of the transistor Q1. Current Ie1 flowing to the emitter of transistor Q1
Is given by the following equation (7), where the value of the photocurrent Iin is Iin and the value of the constant current source 5 is I5. Ie1 = I5-Iin (7)

【0029】ここで、トランジスタQ1のエミッタ電流
とコレクタ電流がほぼ同じとすると、コレクタ電流Ic1
は、次式(8)で表される。 Ic1=Ie1=I5−Iin ・・・・・・・・・・・・(8) トランジスタQ1のコレクタから電流電圧変換回路10へ
は、定電流源6の電流とトランジスタQ1のコレクタに
流れる電流の差電流が流れるように動作する。電流電圧
変換回路10に与えられた電流は帰還抵抗3に流れ、帰還
抵抗3に流れ込む電流IRfは、定電流源6の値をI6と
すると、次式(9)で表される。 IRf=I6−Ic1=I6−I5+Iin ・・・・・・(9)
Here, assuming that the emitter current and the collector current of the transistor Q1 are substantially the same, the collector current Ic1
Is represented by the following equation (8). Ic1 = Ie1 = I5-Iin (8) The current of the constant current source 6 and the current flowing to the collector of the transistor Q1 are supplied from the collector of the transistor Q1 to the current-voltage conversion circuit 10. It operates so that a difference current flows. The current applied to the current-voltage conversion circuit 10 flows through the feedback resistor 3, and the current IRf flowing into the feedback resistor 3 is expressed by the following equation (9), where the value of the constant current source 6 is I6. IRf = I6-Ic1 = I6-I5 + Iin (9)

【0030】ここで、定電流源5と定電流源6の電流値
を同じにすると、(9)式より帰還抵抗3に流れ込む電
流は、ほぼ光電流Iinとなる。すなわち、再生時に光電
流が小さい場合には、図3に示すような電流が流れる。
このため、光電流は帰還抵抗3により電圧に変換されて
出力される。通常、増幅手段2の入力は一定バイアス電
圧に固定されている。よって、増幅手段2の出力の電圧
Vout は、増幅手段2の入力の電圧をVin,帰還抵抗3
の値をRf とすると、(9)式より次式(10)で表され
る。 Vout =Vin−Rf ×Iin ・・・・・・・・・・・(10) したがって、出力には帰還抵抗3と光電流で決まる電圧
が出力される。
Here, when the current values of the constant current source 5 and the constant current source 6 are the same, the current flowing into the feedback resistor 3 is substantially equal to the photocurrent Iin according to the equation (9). That is, when the photocurrent is small during reproduction, a current as shown in FIG. 3 flows.
Therefore, the photocurrent is converted into a voltage by the feedback resistor 3 and output. Normally, the input of the amplifying means 2 is fixed at a constant bias voltage. Therefore, the voltage Vout at the output of the amplifying means 2 is obtained by setting the voltage at the input of the amplifying means 2 to Vin and the feedback resistance 3
Is represented by the following equation (10) from the equation (9). Vout = Vin−Rf × Iin (10) Therefore, a voltage determined by the feedback resistor 3 and the photocurrent is output to the output.

【0031】一方、再生時に光電流が大きい場合、すな
わち記録媒体中で反射率が大きく光電流が大きくなる部
分の場合、あるいは記録媒体自体が、反射率が大きく光
電流が大きい記録媒体の場合には、切替制御手段13で切
り替え制御されるスイッチSW2によりトランジスタQ
2のベースに定電圧源4が接続され、トランジスタQ1
のベース電圧及びトランジスタQ2のベース電圧は共に
定電圧源4の電圧V1となり、トランジスタQ2及びト
ランジスタQ1は共にONとなる。また、切替制御手段
13によりスイッチSW1をONとし、定電流源7とトラ
ンジスタQ1のエミッタを接続する。この状態でフォト
ダイオード1から光電流が流れてくると、定電流源5の
電流と定電流源7の電流の和電流と、フォトダイオード
1からの光電流の差電流を、トランジスタQ1とトラン
ジスタQ2のエミッタサイズに応じた分流比で分流した
電流が、トランジスタQ1のエミッタに流れる。トラン
ジスタQ1のエミッタに流れる電流Ie1は、光電流を前
記光電流が小さい場合での光電流のN+1倍で、その値
をIin×(N+1)とし、定電流源5の値をI5,定電
流源7の値をI7とし、トランジスタQ1とトランジス
タQ2のエミッタサイズの比をQ1:Q2=1:Nとす
ると、次式(11)で表される。 Ie1={I5+I7−Iin×(N+1)}/(N+1) ・・・・(11)
On the other hand, when the photocurrent is large at the time of reproduction, that is, in a portion of the recording medium where the reflectance is large and the photocurrent is large, or when the recording medium itself is a recording medium having a large reflectance and a large photocurrent. Is controlled by the switch SW2 controlled by the switching control means 13 to switch the transistor Q
The constant voltage source 4 is connected to the base of
And the base voltage of the transistor Q2 are both the voltage V1 of the constant voltage source 4, and both the transistor Q2 and the transistor Q1 are turned on. Switching control means
The switch SW1 is turned on by 13 to connect the constant current source 7 to the emitter of the transistor Q1. When a photocurrent flows from the photodiode 1 in this state, the difference between the sum of the current from the constant current source 5 and the current from the constant current source 7 and the difference between the photocurrent from the photodiode 1 and the transistor Q1 and the transistor Q2 The current shunted at a shunt ratio according to the emitter size of the transistor Q1 flows to the emitter of the transistor Q1. The current Ie1 flowing through the emitter of the transistor Q1 is N + 1 times the photocurrent when the photocurrent is small, the value is Iin × (N + 1), the value of the constant current source 5 is I5, and the value of the constant current source is I5. Assuming that the value of 7 is I7 and the ratio between the emitter sizes of the transistor Q1 and the transistor Q2 is Q1: Q2 = 1: N, the following equation (11) is used. Ie1 = {I5 + I7−Iin × (N + 1)} / (N + 1) (11)

【0032】ここで、定電流源7の電流と定電流源5の
電流比を、I5:I7=1:Nと設定すると、(11)式
は次式(12)で表される。 Ie1=I5−Iin ・・・・・・・・・・・・・・・(12)
Here, when the current ratio of the constant current source 7 and the current of the constant current source 5 is set to I5: I7 = 1: N, the equation (11) is expressed by the following equation (12). Ie1 = I5-Iin (12)

【0033】これは、上記光電流が小さい場合と同様で
あり、帰還抵抗3に流れる電流は(9)式で表される。
すなわち、再生時に光電流が大きい場合には、図4に示
すような電流が流れる。よって、増幅手段2の出力の電
圧Vout は、増幅手段2の入力の電圧Vin,帰還抵抗3
の値をRf とすると、次式(13)で表される。 Vout =Vin−Rf ×Iin ・・・・・・・・・・・(13)
This is the same as the case where the photocurrent is small, and the current flowing through the feedback resistor 3 is expressed by equation (9).
That is, when the photocurrent is large during reproduction, a current as shown in FIG. 4 flows. Therefore, the output voltage Vout of the amplifying means 2 is equal to the input voltage Vin of the amplifying means 2 and the feedback resistor 3.
Is represented by the following equation (13). Vout = Vin−Rf × Iin (13)

【0034】したがって、光電流が大きい場合でも、光
電流が小さい場合での光電流とほぼ同等のレベルの電流
が帰還抵抗に流れ、出力には帰還抵抗と分流した光電流
で決まる電圧が出力される。なお、上記の動作説明にお
いて定電圧源4の電圧V1と定電圧源8の電圧V2は、
(6)式に示したような関係にあるものとして説明した
が、定電圧源8の電圧V2はトランジスタQ2をOFF
にできる値であればよく、必ずしも(6)式の関係を満
足する必要はない。
Therefore, even when the photocurrent is large, a current having substantially the same level as the photocurrent when the photocurrent is small flows through the feedback resistor, and a voltage determined by the feedback resistor and the divided photocurrent is output to the output. You. In the above description of the operation, the voltage V1 of the constant voltage source 4 and the voltage V2 of the constant voltage source 8 are:
Although the description has been made assuming that the relationship is as shown in Expression (6), the voltage V2 of the constant voltage source 8 turns off the transistor Q2.
It is not necessary to satisfy the relationship of the expression (6).

【0035】このように本実施の形態では、フォトダイ
オード1と電流電圧変換回路10の間で、切替制御手段13
によりスイッチSW1とスイッチSW2を切り替えるこ
とで、光電流の分流比の切り替え及び切替手段11へ供給
する電流源12の電流値の切り替えをすることができる構
成としたので、電流電圧変換回路10への入力電流レベル
がフォトダイオード1からの光電流によらず、ほぼ一定
レベルになり、したがって帰還抵抗3の値を最適に設定
することで、光電流が小さいときでもS/Nを劣化させ
ることなく、且つ光電流が大きい場合でも出力を飽和さ
せることなく、所望のゲインで増幅することが可能とな
る。また、フォトダイオード1と電流電圧変換回路10の
間に、ベースが定電圧源に接続され、光電流の分流比の
切り替えによらず一定の直流電流が与えられたトランジ
スタQ1が入っているので、フォトダイオード1の寄生
容量等の入力に付加される容量や分流の切り替えの影響
で、帯域を劣化させることがない。
As described above, in the present embodiment, the switching control means 13 is provided between the photodiode 1 and the current-voltage conversion circuit 10.
By switching the switch SW1 and the switch SW2, the switching of the shunt ratio of the photocurrent and the switching of the current value of the current source 12 supplied to the switching means 11 can be performed. The input current level is almost constant irrespective of the photocurrent from the photodiode 1. Therefore, by optimally setting the value of the feedback resistor 3, the S / N is not deteriorated even when the photocurrent is small. In addition, even when the photocurrent is large, it is possible to amplify with a desired gain without saturating the output. Since the base is connected to the constant voltage source between the photodiode 1 and the current-voltage conversion circuit 10 and the transistor Q1 to which a constant DC current is applied regardless of switching of the shunt ratio of the photocurrent is included, The bandwidth is not degraded by the influence of the capacitance added to the input such as the parasitic capacitance of the photodiode 1 or the switching of the shunt.

【0036】次に、第2の実施の形態について説明す
る。図5は、本発明に係る光信号増幅回路の第2の実施
の形態を示す回路構成図である。この実施の形態は、図
1に示した第1の実施の形態において、トランジスタQ
2のコレクタと電源9の間に抵抗R1を接続した構成と
するものである。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of the optical signal amplifier circuit according to the present invention. This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG.
In this configuration, a resistor R1 is connected between the collector 2 and the power supply 9.

【0037】これにより、トランジスタQ2のコレクタ
電位は、トランジスタQ2に流れる電流と抵抗R1の値
で決まる電圧になる。よって、トランジスタQ2のコレ
クタが増幅手段の入力電圧Vinと同様の値になるように
抵抗R1の値を設定することで、トランジスタQ1のコ
レクタとトランジスタQ2のコレクタがほぼ同電位とな
り、トランジスタQ1,Q2のアーリー効果による相対
精度のずれを防ぐことができる。このため、第1の実施
の形態と同様の効果が得られると共に、且つ切替手段11
での電流の分流精度をよくすることが可能になる。
As a result, the collector potential of the transistor Q2 becomes a voltage determined by the current flowing through the transistor Q2 and the value of the resistor R1. Therefore, by setting the value of the resistor R1 so that the collector of the transistor Q2 has the same value as the input voltage Vin of the amplifying means, the collector of the transistor Q1 and the collector of the transistor Q2 have substantially the same potential, and the transistors Q1 and Q2 Deviation of the relative accuracy due to the early effect of the above can be prevented. Therefore, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the switching means 11
, It is possible to improve the accuracy of current shunting.

【0038】次に、第3の実施の形態について説明す
る。図6は、本発明に係る光信号増幅回路の第3の実施
の形態を示す回路構成図である。この実施の形態は、図
2に示した第1の実施の形態において、非反転入力端子
が定電圧源16に接続され、反転入力端子が出力端子に接
続されたオペアンプ15の出力端子を、トランジスタQ2
のコレクタに接続した構成とするものである。
Next, a third embodiment will be described. FIG. 6 is a circuit diagram showing a third embodiment of the optical signal amplifier circuit according to the present invention. This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 2 in that a non-inverting input terminal is connected to a constant voltage source 16 and an inverting input terminal is connected to an output terminal. Q2
And a collector connected to the collector.

【0039】これにより、トランジスタQ2のコレクタ
電位を、トランジスタQ2に流れる電流によらず一定電
圧にすることができる。よって、定電圧源16の電圧を増
幅手段2の入力電圧Vinと同様の値に設定することで、
トランジスタQ1のコレクタとトランジスタQ2のコレ
クタが同電位となり、トランジスタQ1,Q2のアーリ
ー効果による相対精度のずれを確実に防ぐことができ
る。このため、第1の実施の形態と同様の効果が得られ
ると共に、且つ切替手段11での電流の分流精度を一層向
上させることが可能になる。
As a result, the collector potential of the transistor Q2 can be made constant regardless of the current flowing through the transistor Q2. Therefore, by setting the voltage of the constant voltage source 16 to the same value as the input voltage Vin of the amplification means 2,
The collector of the transistor Q1 and the collector of the transistor Q2 have the same potential, and it is possible to reliably prevent a deviation in relative accuracy due to the Early effect of the transistors Q1 and Q2. For this reason, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the accuracy of the current shunt in the switching unit 11 can be further improved.

【0040】なお、上記各実施の形態では、トランジス
タQ2をON/OFFさせるために機能するスイッチ手
段13を、一端が前記トランジスタQ2のベースに接続さ
れ、他端の一方に定電圧源4が接続され、他端の他方に
定電圧源8が接続されたスイッチSW2で構成したもの
を示したが、トランジスタQ2のベースに接続された制
御信号源VCにより構成してもよい。この場合、トラン
ジスタQ2のベースに与えられる制御信号源VCの電圧
を、切替制御手段13により、定電圧源4の電圧V1と前
記(6)式の関係にある電圧V2に切り替えるように構
成することにより、トランジスタQ2をON/OFFす
ることができる。
In each of the above embodiments, the switch means 13 which functions to turn on / off the transistor Q2 is connected to the base of the transistor Q2 at one end and the constant voltage source 4 to one of the other ends. Although the switch SW2 is connected to the other end and connected to the constant voltage source 8, the switch SW2 may be connected to the control signal source VC connected to the base of the transistor Q2. In this case, the voltage of the control signal source VC applied to the base of the transistor Q2 is switched by the switching control means 13 to the voltage V1 of the constant voltage source 4 and the voltage V2 having the above-mentioned relation (6). Thereby, the transistor Q2 can be turned ON / OFF.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明によれば、光情報記録媒体からデータを読み
出す再生時に、読み出す部分で反射率が異なり光電流が
大きく変わる信号や、記録媒体の種類により反射率が異
なり光電流が変わる信号を、光電流が小さい場合でもS
/Nを劣化させることなく、光電流が大きい場合でも出
力を飽和させることなく、所望のゲインで増幅できるよ
うにし、且つ受光素子の寄生容量等の入力に付加される
容量や分流の切り替えにより、帯域を劣化させることの
ない光信号増幅回路を実現することができる。
As described above with reference to the embodiments, according to the present invention, at the time of reading data from an optical information recording medium and reproducing the data, a signal having a different reflectivity at a read portion and a photocurrent greatly changing, A signal whose reflectivity varies depending on the type of medium and whose photocurrent changes is used even if the photocurrent is small.
/ N is not deteriorated, and even if the photocurrent is large, the output can be amplified with a desired gain without saturating the output. By switching the capacitance added to the input such as the parasitic capacitance of the light receiving element and the shunting, An optical signal amplifier circuit without deteriorating the band can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る光信号増幅回路示す概念図であ
る。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an optical signal amplifier circuit according to the present invention.

【図2】本発明に係る光信号増幅回路の第1の実施の形
態を示す回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a first embodiment of the optical signal amplifier circuit according to the present invention.

【図3】図2に示した第1の実施の形態において、光電
流が小さい場合における電流経路を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a current path when a photocurrent is small in the first embodiment shown in FIG. 2;

【図4】図2に示した第1の実施の形態において、光電
流が大きい場合における電流経路を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a current path when a photocurrent is large in the first embodiment shown in FIG.

【図5】本発明に係る光信号増幅回路の第2の実施の形
態を示す回路構成図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of the optical signal amplifier circuit according to the present invention.

【図6】本発明に係る光信号増幅回路の第3の実施の形
態を示す回路構成図である。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the optical signal amplifier circuit according to the present invention.

【図7】従来の光信号増幅回路の構成例を示す回路構成
図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram showing a configuration example of a conventional optical signal amplifier circuit.

【図8】従来の光信号増幅回路の他の構成例を示す回路
構成図である。
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing another configuration example of a conventional optical signal amplifier circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フォトダイオード 2 増幅手段 3 帰還抵抗 4,8,16 定電圧源 5,6,7 定電流源 9 電源 10 電流電圧変換回路 11 切替手段 12 電流源 13 切替制御手段 14 スイッチ手段 15 オペアンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photodiode 2 Amplification means 3 Feedback resistance 4,8,16 Constant voltage source 5,6,7 Constant current source 9 Power supply 10 Current-voltage conversion circuit 11 Switching means 12 Current source 13 Switching control means 14 Switching means 15 Operational amplifier

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D090 AA01 CC04 DD03 DD05 EE12 FF24 HH01 LL05 5J030 CB03 CB09 CC02 CC08 5J092 AA01 AA12 AA42 AA51 AA56 CA32 CA35 CA81 FA09 FA10 FA18 HA02 HA25 HA40 HA44 KA02 KA04 KA05 KA12 KA17 KA27 KA47 KA49 MA08 MA13 MA19 MA21 SA01 SA10 TA01 UL02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5D090 AA01 CC04 DD03 DD05 EE12 FF24 HH01 LL05 5J030 CB03 CB09 CC02 CC08 5J092 AA01 AA12 AA42 AA51 AA56 CA32 CA35 CA81 FA09 FA10 FA18 HA02 HA25 HA40 HA44 KA02 KA04 KA05 KA04 KA04 KA05 KA05 KA05 MA08 MA13 MA19 MA21 SA01 SA10 TA01 UL02

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光情報記録媒体に対し光を照射すること
により再生・記録あるいは消去を行う光情報記録再生装
置に用いられ、前記記録媒体からの反射光を検出する受
光素子と、該受光素子からの光電流を電圧に変換する電
流電圧変換回路とを有する光信号増幅回路において、前
記受光素子と前記電流電圧変換回路の間に、前記記録媒
体からの反射光量に応じた前記受光素子からの光電流
を、分流比を切り替えて分流し前記電流電圧変換回路に
与える光電流を切り替える切替手段と、該切替手段の分
流比に応じて電流値が切り替わる前記切替手段へ電流を
供給する電流源と、前記切替手段の分流比及び前記電流
源の電流値の切り替えを前記光電流の大きさに応じて制
御する切替制御手段とを具備していることを特徴とする
光信号増幅回路。
An optical information recording / reproducing apparatus for reproducing / recording / erasing by irradiating an optical information recording medium with light, detecting a reflected light from the recording medium, and a light receiving element. A current-to-voltage conversion circuit that converts a photocurrent from a current to a voltage, between the light-receiving element and the current-to-voltage conversion circuit, from the light-receiving element according to the amount of light reflected from the recording medium. A switching unit that switches a photocurrent, switches a shunting ratio and shunts the photocurrent to be supplied to the current-voltage conversion circuit, and a current source that supplies a current to the switching unit that switches a current value according to the shunting ratio of the switching unit. An optical signal amplifier circuit, comprising: switching control means for controlling switching of the current dividing ratio of the switching means and the current value of the current source in accordance with the magnitude of the photocurrent.
【請求項2】 前記切替手段は、エミッタが前記受光素
子に接続され、ベースが第1の定電圧源に接続された第
1のトランジスタと、エミッタが前記第1のトランジス
タのエミッタに接続され、コレクタが第1の電源に接続
された第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタ
のベースに接続され、前記第2のトランジスタをON/
OFFさせるために機能するスイッチ手段と、一端が前
記第1のトランジスタのコレクタに接続され、他端が前
記第1の電源に接続された第1の定電流源とから構成さ
れ、前記電流電圧変換回路は、入力が前記第1のトラン
ジスタのコレクタに接続された増幅手段と、該増幅手段
の入出力間に接続された帰還抵抗とから構成され、前記
電流源は、一端が前記第1のトランジスタのエミッタに
接続され、他端が第2の電源に接続された第2の定電流
源と、一端が前記第1のトランジスタのエミッタに接続
され、他端が第3の定電流源を介して前記第2の電源に
接続された第1のスイッチとから構成され、前記切替制
御手段は前記スイッチ手段と前記第1のスイッチを制御
するように構成されていることを特徴とする請求項1に
係る光信号増幅回路。
2. The switching means includes a first transistor having an emitter connected to the light receiving element, a base connected to a first constant voltage source, and an emitter connected to an emitter of the first transistor, A collector is connected to a second transistor connected to a first power supply and a base of the second transistor, and the second transistor is turned on / off.
A switch means functioning to turn off the power supply; and a first constant current source having one end connected to the collector of the first transistor and the other end connected to the first power supply. The circuit includes an amplifying means having an input connected to the collector of the first transistor, and a feedback resistor connected between the input and output of the amplifying means. The current source has one end connected to the first transistor. And a second constant current source, the other end of which is connected to a second power supply, and one end connected to the emitter of the first transistor, and the other end of which is connected to a third constant current source. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising a first switch connected to said second power supply, wherein said switching control means is configured to control said switch means and said first switch. Such optical signal amplification times .
【請求項3】 前記切替手段は、エミッタが前記受光素
子に接続され、ベースが第1の定電圧源に接続された第
1のトランジスタと、エミッタが前記第1のトランジス
タのエミッタに接続され、コレクタが抵抗を介して第1
の電源に接続された第2のトランジスタと、前記第2の
トランジスタのベースに接続され、前記第2のトランジ
スタをON/OFFさせるために機能するスイッチ手段
と、一端が前記第1のトランジスタのコレクタに接続さ
れ、他端が前記第1の電源に接続された第1の定電流源
とから構成され、前記電流電圧変換回路は、入力が前記
第1のトランジスタのコレクタに接続された増幅手段
と、該増幅手段の入出力間に接続された帰還抵抗とから
構成され、前記電流源は、一端が前記第1のトランジス
タのエミッタに接続され、他端が第2の電源に接続され
た第2の定電流源と、一端が前記第1のトランジスタの
エミッタに接続され、他端が第3の定電流源を介して前
記第2の電源に接続された第1のスイッチとから構成さ
れ、前記切替制御手段は前記スイッチ手段と前記第1の
スイッチを制御するように構成されていることを特徴と
する請求項1に係る光信号増幅回路。
3. The switching means includes a first transistor having an emitter connected to the light receiving element, a base connected to a first constant voltage source, and an emitter connected to an emitter of the first transistor, The collector is the first
A second transistor connected to the power supply of the second transistor, switch means connected to the base of the second transistor and functioning to turn on / off the second transistor, one end of which is a collector of the first transistor And a first constant current source having the other end connected to the first power supply, wherein the current-to-voltage conversion circuit includes an amplifying means having an input connected to the collector of the first transistor. And a feedback resistor connected between the input and output of the amplifying means. The current source has a second end connected to the emitter of the first transistor and the other end connected to a second power supply. And a first switch having one end connected to the emitter of the first transistor and the other end connected to the second power supply via a third constant current source, Switching control hand Optical signal amplifying circuit according to claim 1, characterized in that it is configured to control the first switch and the switching means.
【請求項4】 前記切替手段は、エミッタが前記受光素
子に接続され、ベースが第1の定電圧源に接続された第
1のトランジスタと、エミッタが前記第1のトランジス
タのエミッタに接続され、コレクタが、非反転入力端子
を第3の定電圧源に接続し、反転入力端子を出力端子に
接続したオペアンプの出力端子に接続された第2のトラ
ンジスタと、前記第2のトランジスタのベースに接続さ
れ、前記第2のトランジスタをON/OFFさせるため
に機能するスイッチ手段と、一端が前記第1のトランジ
スタのコレクタに接続され、他端が前記第1の電源に接
続された第1の定電流源とから構成され、前記電流電圧
変換回路は、入力が前記第1のトランジスタのコレクタ
に接続された増幅手段と、該増幅手段の入出力間に接続
された帰還抵抗とから構成され、前記電流源は、一端が
前記第1のトランジスタのエミッタに接続され、他端が
第2の電源に接続された第2の定電流源と、一端が前記
第1のトランジスタのエミッタに接続され、他端が第3
の定電流源を介して前記第2の電源に接続された第1の
スイッチとから構成され、前記切替制御手段は前記スイ
ッチ手段と前記第1のスイッチを制御するように構成さ
れていることを特徴とする請求項1に係る光信号増幅回
路。
4. The switching means includes a first transistor having an emitter connected to the light receiving element, a base connected to a first constant voltage source, and an emitter connected to an emitter of the first transistor, A collector connects a non-inverting input terminal to a third constant voltage source, a second transistor connected to an output terminal of an operational amplifier having an inverting input terminal connected to an output terminal, and a base connected to the second transistor. A switch functioning to turn on / off the second transistor; and a first constant current having one end connected to the collector of the first transistor and the other end connected to the first power supply. The current-to-voltage conversion circuit comprises an amplifying means having an input connected to the collector of the first transistor, and a feedback resistor connected between the input and output of the amplifying means. A second constant current source having one end connected to the emitter of the first transistor and the other end connected to a second power supply, and one end connected to the emitter of the first transistor. Connected to the other end
And a first switch connected to the second power supply via the constant current source of the above, wherein the switching control means is configured to control the switching means and the first switch. The optical signal amplifier circuit according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記スイッチ手段は、一端が前記第2の
トランジスタのベースに接続され、他端の一方に前記第
1の定電圧源が接続され、他端の他方に第2の定電圧源
が接続された第2のスイッチで構成されていることを特
徴とする請求項2〜4のいずれか1項に係る光信号増幅
回路。
5. The switch means has one end connected to the base of the second transistor, one end connected to the first constant voltage source, and the other end connected to a second constant voltage source. The optical signal amplifying circuit according to any one of claims 2 to 4, wherein the optical signal amplifying circuit is configured by a second switch connected to the second switch.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100509907B1 (en) * 2003-01-08 2005-08-24 주식회사 에이디텍 Photo diode circuit
JP2009290520A (en) * 2008-05-29 2009-12-10 Hitachi Ltd Transimpedance amplifier, regulated transimpedance amplifier and optical receiver
US7714269B2 (en) 2007-02-16 2010-05-11 Nec Electronics Corporation Light receiving circuit

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